FR3045408A1 - ASSEMBLIES OF HYDROPHOBIC NANOPARTICLES IN AQUEOUS MEDIA - Google Patents

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Abstract

La présente invention se situe dans le domaine des nanomatériaux. Plus particulièrement, la présente invention concerne de nouveaux nano-objets, les hybridosomes, constitués d'un cœur aqueux et d'une coque hybride organique-inorganique. Celle-ci comprend à la fois des nanoparticules inorganiques et des chaînes de polymère. La présente invention concerne également un procédé de préparation de ces hybridosomes et leurs utilisations.The present invention is in the field of nanomaterials. More particularly, the present invention relates to novel nano-objects, hybridosomes, consisting of an aqueous core and an organic-inorganic hybrid shell. This includes both inorganic nanoparticles and polymer chains. The present invention also relates to a process for preparing these hybridosomes and their uses.

Description

ASSEMBLAGES DE NANOPARTICULES HYDROPHOBES EN MILIEUASSEMBLIES OF HYDROPHOBIC NANOPARTICLES IN A MEDIUM

AQUEUXAQUEOUS

DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

La présente invention se situe dans le domaine des nanomatériaux. Plus particulièrement, la présente invention concerne de nouveaux nano-objets, appelés hybridosomes, constitués d’un cœur aqueux et d’une coque hybride organique-inorganique. Celle-ci comprend à la fois des nanoparticules inorganiques et des chaînes polymère. La présente invention concerne également un procédé de préparation de ces hybridosomes, et l’utilisation de ces nano-objets dans différents domaines tels que celui de l’imagerie, de l’optique, de la plasmonique ou encore dans le domaine biomédical.The present invention is in the field of nanomaterials. More particularly, the present invention relates to novel nano-objects, termed hybridosomes, consisting of an aqueous core and an organic-inorganic hybrid shell. This includes both inorganic nanoparticles and polymer chains. The present invention also relates to a process for preparing these hybridosomes, and the use of these nano-objects in various fields such as that of imaging, optics, plasmonics or in the biomedical field.

ÉTAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Les nano-objets trouvent leurs applications dans des champs très variés incluant les peintures, l’optique, l’optoélectronique ou encore les applications biomédicales telles que l’imagerie médicale.Nano-objects find their applications in a wide variety of fields, including paintings, optics, optoelectronics and biomedical applications such as medical imaging.

Parmi la diversité des matériaux existants, les nano-objets hybrides de type « nanoparticules inorganiques/polymère organique » sont capables de combiner leurs propriétés individuelles et de fournir de nouveaux matériaux avec des propriétés uniques. Ces matériaux font donc l’objet d’une recherche accrue.Among the diversity of existing materials, hybrid nano-objects of the type "inorganic nanoparticles / organic polymer" are able to combine their individual properties and to provide new materials with unique properties. These materials are therefore the subject of increased research.

Jusqu’à présent, les assemblages de nano-objets hybrides ont été obtenus selon trois principales stratégies.So far, assemblies of hybrid nano-objects have been obtained according to three main strategies.

La première, la synthèse in situ, fait appel à des architectures polymères, linéaires ou hyperbranchés (Keilitz et al, Chem. Mater., 2008, 20, pp 2005-2007 ; Corr et al, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, pp 4214-4215). Celles-ci permettent de promouvoir la nucléation de la particule tout en évitant la formation d’agrégats non contrôlés. Cependant, la synthèse in situ conduit généralement à un contrôle relativement pauvre de la morphologie des nanoparticules et/ou de leurs assemblages. Par conséquent, il est préférable, lorsque des nanoparticules de haute qualité sont attendues, de dissocier la synthèse de leur assemblage.The first, in situ synthesis, uses polymeric, linear or hyperbranched architectures (Keilitz et al., Chem., Mater., 2008, 20, pp 2005-2007, Corr et al, J. Am., Chem., Soc. , 130, pp. 4214-4215). These promote the nucleation of the particle while avoiding the formation of uncontrolled aggregates. However, in situ synthesis generally leads to a relatively poor control of the morphology of the nanoparticles and / or their assemblies. Therefore, it is preferable, when high quality nanoparticles are expected, to dissociate synthesis from their assembly.

La seconde stratégie concerne l’encapsulation de nanoparticules préformées à l’intérieur de cœurs de surfactants ou de micelles de copolymères amphiphiles (Rahme et al, ChemPhysChem, 2008, 9, pp 2230-2236 ; Hicket, RJ. et al, J. Am. Chem. Soc., 133, pp 1517-1525). Cette technique offre un contrôle plus efficace de la morphologie des assemblages mais résulte en général, en la formation de petits agrégats (i.e. à une quantité de nanoparticules faible dans ces assemblages).The second strategy relates to the encapsulation of preformed nanoparticles within cores of surfactants or micelles of amphiphilic copolymers (Rahme et al, ChemPhysChem, 2008, 9, pp 2230-2236, Hicket, RJ et al, J. Am Chem Soc., 133, pp 1517-1525). This technique provides more efficient control of assembly morphology but generally results in the formation of small aggregates (i.e., a small amount of nanoparticles in these assemblies).

La dernière stratégie consiste à réaliser un co-assemblage simultané de polymères et de nanoparticules. Dans le cas de la nano-précipitation, une quantité d’un « mauvais » solvant est ajoutée à une solution de polymère ce qui conduit à la formation d’agrégats. Par exemple, Casterou et al. (Chem. Eur. J. 2015, 21, 1-8) ont réalisé des nano-objets comprenant un cœur de particules magnétiques et une écorce de polymères hydrophiles à partir d’un mélange eau-tétrahydrofurane (THF) par « effet solvophobe ». Son principe consiste dans un premier temps, à solubiliser les nanoparticules magnétiques en « bon » solvant (i.e. dans un solvant dans lequel les nanoparticules sont dispersées) tel que le THF. Puis une petite quantité d’un « mauvais » solvant (tel que l’eau) est ajoutée de manière à déstabiliser les nanoparticules et à provoquer leur agrégation. La dernière étape vise à stabiliser les agrégats de nanoparticules par l’ajout de chaînes polymère. Cependant, la nano-précipitation de nanoparticules, notamment par effet solvophobe, ne permet pas d’obtenir des nano-objets ayant une distribution de taille homogène, ce qui limite leurs applications. De plus, cette stratégie ne vise pas particulièrement à obtenir une structure de type capsule - coquille. Ainsi, il n’est pas envisageable par cette technique d’obtenir des nano-objets ayant un cœur ; a fortiori un cœur liquide.The last strategy is to achieve simultaneous co-assembly of polymers and nanoparticles. In the case of nano-precipitation, an amount of a "bad" solvent is added to a polymer solution which leads to the formation of aggregates. For example, Casterou et al. (Chem Eur.J. 2015, 21, 1-8) have produced nano-objects comprising a core of magnetic particles and a bark of hydrophilic polymers from a water-tetrahydrofuran (THF) mixture by "solvophobic effect". . Its principle consists, in the first place, in solubilizing the magnetic nanoparticles in "good" solvent (i.e. in a solvent in which the nanoparticles are dispersed) such as THF. Then a small amount of a "bad" solvent (such as water) is added in order to destabilize the nanoparticles and to cause their aggregation. The last step is to stabilize the nanoparticle aggregates by adding polymer chains. However, nano-precipitation of nanoparticles, in particular by solvophobic effect, does not make it possible to obtain nano-objects having a homogeneous size distribution, which limits their applications. In addition, this strategy is not particularly aimed at obtaining a capsule - shell structure. Thus, it is not conceivable by this technique to obtain nano-objects having a heart; a fortiori a liquid heart.

Une autre technique, l’émulsion, qui met enjeu une dispersion d’une huile dans de l’eau (ou vice versa) dans laquelle l’huile et l’eau ne sont pas miscibles, permet d’obtenir des nano-objets avec un cœur liquide. Cependant, les objets obtenus ont généralement une taille supérieure au micron et il est nécessaire de stabiliser la formation de ces objets tout au long du procédé par l’emploi de surfactants.Another technique, the emulsion, which involves a dispersion of an oil in water (or vice versa) in which the oil and water are immiscible, makes it possible to obtain nano-objects with a liquid heart. However, the objects obtained are generally larger than one micron and it is necessary to stabilize the formation of these objects throughout the process by the use of surfactants.

Par conséquent, les techniques connues à ce jour ne permettent pas de fabriquer des objets submicroniques à base de nanoparticules ayant une structure cœur-coquille, par un procédé facile à mettre en œuvre. En particulier, il n’existe pas à la connaissance de la Demanderesse un procédé permettant de fournir des nano-objets stables sans surfactant, ayant un cœur aqueux. Or, ces objets pourraient présenter de nombreux avantages, particulièrement dans le domaine biomédical (absence de solvant organique toxique résiduel, possibilité d’accéder à un choix plus large de nanoparticules, etc..).Therefore, the techniques known to date do not make it possible to manufacture submicron objects based on nanoparticles having a core-shell structure, by a process that is easy to implement. In particular, there is no known to the Applicant a method for providing stable nano-objects without surfactant, having an aqueous core. However, these objects could have many advantages, particularly in the biomedical field (absence of residual toxic organic solvent, possibility of accessing a wider choice of nanoparticles, etc.).

Dans ce contexte, il existe toujours un besoin de fournir de nouvelles voies de synthèse pour produire des nano-objets hybrides versatiles présentant une bonne homogénéité de structure.In this context, there is still a need to provide new synthetic routes for producing versatile hybrid nano-objects with good structural homogeneity.

De manière surprenante, la Demanderesse est parvenu à élaborer un nouveau procédé pour la préparation de nano-objets hybrides. En particulier, la Demanderesse a montré qu’il est possible, à partir d’un mélange d’eau et d’un solvant miscible dans l’eau, de former à un stade précoce des gouttes stables de ce solvant dans l’eau ; et cela, en l’absence de surfactants.Surprisingly, the Applicant has managed to develop a new process for the preparation of hybrid nano-objects. In particular, the Applicant has shown that it is possible, from a mixture of water and a solvent miscible in water, to form at an early stage stable drops of this solvent in water; and this, in the absence of surfactants.

La Demanderesse a également montré que ces gouttes de solvant organique dispersées dans la phase aqueuse, peuvent être utilisées comme « template » pour auto-associer à leur surface, des nanoparticules inorganiques et des chaînes polymère. Une simple élimination du solvant permet d’obtenir des nano-objets dispersés en milieu aqueux, ces nano-objets étant constitués d’une coquille et d’un cœur aqueux.The Applicant has also shown that these drops of organic solvent dispersed in the aqueous phase, can be used as a "template" to self-associate on their surface, inorganic nanoparticles and polymer chains. A simple removal of the solvent makes it possible to obtain nano-objects dispersed in an aqueous medium, these nano-objects consisting of a shell and an aqueous core.

Le procédé de l’invention présente l’avantage d’être facile à mettre en œuvre. De plus, l’utilisation des gouttes de solvant organique comme « template », permet d’obtenir des nano-objets uniques par leur structure et présentant une distribution de taille homogène.The method of the invention has the advantage of being easy to implement. In addition, the use of drops of organic solvent as "template", allows to obtain unique nano-objects by their structure and having a uniform size distribution.

Contre toute attente, le procédé de l’invention permet en outre d’auto-associer des composés hydrophobes en milieu majoritairement aqueux, et cela sans que ces objets ne précipitent macroscopiquement. Ainsi, les nano-objets de l’invention présentent des capacités d’utilisation très larges allant de l’encapsulation de composés, notamment hydrophobes, à l’utilisation des propriétés spécifiques de ces objets. RÉSUMÉ L’invention concerne donc un procédé de préparation de nano-objets constitués d’une coque et d’un cœur aqueux, appelés hybridosomes, comprenant au moins : (i) une étape de formation de gouttes sphériques stables d’un solvant organique dans de l’eau en l’absence de surfactants; ledit solvant organique et l’eau étant miscibles ; (ii) une étape d’auto-assemblage de nanoparticules inorganiques hydrophobes à la surface des gouttes sphériques de la solution définie en (i) ; (iii) une étape d’addition de chaînes de polymère à la surface des gouttes sphériques obtenues en (ii) ; (iv) une étape d’élimination du solvant organique.Against all expectations, the method of the invention also makes it possible to self-associate hydrophobic compounds in a predominantly aqueous medium, and this without these objects precipitating macroscopically. Thus, the nano-objects of the invention have very wide use capabilities ranging from the encapsulation of compounds, in particular hydrophobic compounds, to the use of the specific properties of these objects. SUMMARY The invention thus relates to a process for preparing nano-objects consisting of a shell and an aqueous core, called hybridosomes, comprising at least: (i) a step of forming stable spherical drops of an organic solvent in water in the absence of surfactants; said organic solvent and water being miscible; (ii) a step of self-assembly of hydrophobic inorganic nanoparticles on the surface of the spherical drops of the solution defined in (i); (iii) a step of adding polymer chains to the surface of the spherical drops obtained in (ii); (iv) a step of removing the organic solvent.

Selon un mode de réalisation, les étapes (i) et (ii) sont réalisées simultanément ou concomitamment. Selon un mode de réalisation, les étapes (i) et (ii) sont réalisées successivement.According to one embodiment, steps (i) and (ii) are performed simultaneously or concomitantly. According to one embodiment, steps (i) and (ii) are carried out successively.

Selon un mode de réalisation, la solution aqueuse comprend de plus de 0% à 30% vol. d’un solvant organique; de préférence, la solution aqueuse comprend 20% vol. d’un solvant organique.According to one embodiment, the aqueous solution comprises from more than 0% to 30% vol. an organic solvent; preferably, the aqueous solution comprises 20% vol. an organic solvent.

Selon un mode de réalisation, le solvant organique est le tétrahydrofurane (THF).According to one embodiment, the organic solvent is tetrahydrofuran (THF).

Selon un mode de réalisation, l’élimination du solvant organique est menée par évaporation. L’invention concerne également un nouveau nano-objet, appelé hybridosome, ayant: (a) un cœur aqueux dont le volume est de 500 000 à 40 000 000 nm3, (b) et une coque hybride comprenant : - des nanoparticules inorganiques hydrophobes, fonctionnalisées ou non; de préférence, des nanoparticules magnétiques ; et - des chaînes de polymère organique; ledit hybridosome ayant un diamètre moyen compris dans une gamme allant de 50 nm à 400 nm.According to one embodiment, the removal of the organic solvent is carried out by evaporation. The invention also relates to a new nano-object, called a hybridosome, having: (a) an aqueous core having a volume of 500,000 to 40,000,000 nm3, (b) and a hybrid shell comprising: hydrophobic inorganic nanoparticles, functionalized or not; preferably, magnetic nanoparticles; and organic polymer chains; said hybridosome having a mean diameter in a range of 50 nm to 400 nm.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules métalliques. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules magnétiques.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are metallic nanoparticles. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are magnetic nanoparticles.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques hydrophobes sont choisies parmi des nanoparticules d’oxydes de fer, des nanoparticules d’or, des « quantum dots » ou leurs combinaisons.According to one embodiment, the hydrophobic inorganic nanoparticles are chosen from nanoparticles of iron oxides, gold nanoparticles, "quantum dots" or combinations thereof.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère organique sont choisies parmi des chaînes de polymère hydrophiles et biocompatibles.According to one embodiment, the organic polymer chains are chosen from hydrophilic and biocompatible polymer chains.

Selon un mode de réticulation, les chaînes de polymère organique ne sont pas réticulées.According to a crosslinking mode, the organic polymer chains are not crosslinked.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère organique sont choisies parmi le poly(acide acrylique), la poly(vinylpyrrolidone) ou le poly(éthylèneglycol)-co-poly(acide acrylique).According to one embodiment, the organic polymer chains are chosen from poly (acrylic acid), poly (vinylpyrrolidone) or poly (ethyleneglycol) -co-poly (acrylic acid).

Selon un mode de réalisation, les hybridosomes de la présente invention sont utiles dans le domaine de l’imagerie et/ou dans le domaine biomédical.According to one embodiment, the hybridosomes of the present invention are useful in the field of imaging and / or in the biomedical field.

Selon un mode de réalisation, les hybridosomes de la présente invention sont utiles comme agents de contraste.According to one embodiment, the hybridosomes of the present invention are useful as contrast agents.

DÉFINITIONSDEFINITIONS

Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante : « Alkyle »: concerne une chaîne hydrocarbonée linéaire ou ramifiée optionnellement substituée, comportant de 1 à 20 atomes de carbone ; préférentiellement le terme alkyle inclut méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, n-butyle, .vec-butyle, isobutyle, tert-butyle, pentyle, hexyle, heptyle, octyle, nonyle, décyle, undécyle, dodécyle. « Coque hybride »: se réfère à un assemblage sphérique stable de type coquille comprenant au moins un assemblage de composés inorganiques et au moins un composé organique. Au sens de la présente invention, le composé inorganique concerne un assemblage de nanoparticules inorganiques; de préférence, des nanoparticules magnétiques ; de préférence, des nanoparticules métalliques, et le composé organique se réfère à une ou plusieurs chaînes de polymère ayant une interaction physique ou chimique avec l’assemblage de nanoparticules inorganiques. « Environ »: placé devant un nombre, signifie plus ou moins 10 % de la valeur nominale de ce nombre. « Hybridosome » concerne un nano-objet comprenant au moins une coque hybride et un cœur aqueux. « Nano-objets » concerne des assemblages de nanoparticules. Au sens de la présente invention, les nano-objets sont des assemblages sphériques stables de nanoparticules inorganiques. Ces nano-objets ont un diamètre moyen compris dans une gamme allant de 50 nm à 400 nm ; de préférence, de 80 nm à 250 nm ; plus préférentiellement, environ égal à 105 nm. « Nanoparticule »: concerne une particule ayant des dimensions inférieures à 50 nm ; de préférence, inférieures à 20 nm. Dans le cas d’une nanoparticule sphérique, le diamètre moyen est inférieur à 50 nm ; de préférence, inférieur à 20 nm ; plus préférentiellement, environ égal à 5 nm. DESCRIPTION DÉTAILLÉE ProcédéIn the present invention, the terms below are defined as follows: "Alkyl": relates to an optionally substituted linear or branched hydrocarbon chain containing from 1 to 20 carbon atoms; preferentially the term alkyl includes methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl. "Hybrid hull": refers to a stable shell-type spherical assembly comprising at least one assemblage of inorganic compounds and at least one organic compound. For the purposes of the present invention, the inorganic compound relates to an assembly of inorganic nanoparticles; preferably, magnetic nanoparticles; preferably, metal nanoparticles, and the organic compound refers to one or more polymer chains having physical or chemical interaction with the inorganic nanoparticle assembly. "About": placed in front of a number, means plus or minus 10% of the nominal value of that number. "Hybridosome" relates to a nano-object comprising at least one hybrid shell and an aqueous core. "Nano-objects" relates to assemblies of nanoparticles. For the purposes of the present invention, nano-objects are stable spherical assemblies of inorganic nanoparticles. These nano-objects have a mean diameter in a range from 50 nm to 400 nm; preferably from 80 nm to 250 nm; more preferably, approximately equal to 105 nm. "Nanoparticle": relates to a particle having dimensions less than 50 nm; preferably, less than 20 nm. In the case of a spherical nanoparticle, the average diameter is less than 50 nm; preferably less than 20 nm; more preferably, approximately equal to 5 nm. DETAILED DESCRIPTION Process

La présente invention concerne un procédé de préparation de nouveaux nano-objets constitués d’une coque et d’un cœur aqueux, appelés les hybridosomes, comprenant au moins : (i) une étape de formation de gouttes sphériques stables d’un solvant organique dans de l’eau en l’absence de surfactants; ledit solvant organique et l’eau étant miscibles ; (ii) une étape d’auto-assemblage de nanoparticules inorganiques hydrophobes à la surface des gouttes sphériques de la solution définie en (i) ; (iii) une étape d’addition de chaînes de polymère à la surface des gouttes sphériques obtenues en (ii) ; (iv) une étape d’élimination du solvant organique.The present invention relates to a process for preparing new nano-objects consisting of a shell and an aqueous core, called hybridosomes, comprising at least: (i) a step of forming stable spherical drops of an organic solvent in water in the absence of surfactants; said organic solvent and water being miscible; (ii) a step of self-assembly of hydrophobic inorganic nanoparticles on the surface of the spherical drops of the solution defined in (i); (iii) a step of adding polymer chains to the surface of the spherical drops obtained in (ii); (iv) a step of removing the organic solvent.

Selon un mode de réalisation, le procédé de l’invention n’est pas un procédé d’émulsion. Selon un mode de réalisation, le procédé de l’invention n’est pas un procédé de nano précipitation.According to one embodiment, the method of the invention is not an emulsion process. According to one embodiment, the method of the invention is not a nano precipitation method.

Selon un mode de réalisation, les étapes (i) et (ii) sont réalisées simultanément ou concomitamment. Selon un mode de réalisation, les étapes (i) et (ii) sont réalisées successivement.According to one embodiment, steps (i) and (ii) are performed simultaneously or concomitantly. According to one embodiment, steps (i) and (ii) are carried out successively.

Etaye (i)Etaye (i)

Dans un mode de réalisation, le solvant organique est choisi parmi le tétrahydrofurane (THF) ; les alcools tels que méthanol, éthanol, propanol, butanol, tertbutanol, pentanol, l’isopropanol ; l’acétone ; le diméthylsulfoxyde (DMSO), le diméthylformamide (DMF), l’acétonitrile ; le dioxane tel que 1,2-dioxane, 1,3-dioxane ou 1,4-dioxane ou la morpholine. Selon un mode de réalisation, le solvant organique miscible avec l’eau est le THF.In one embodiment, the organic solvent is selected from tetrahydrofuran (THF); alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, tertbutanol, pentanol, isopropanol; acetone; dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), acetonitrile; dioxane such as 1,2-dioxane, 1,3-dioxane or 1,4-dioxane or morpholine. According to one embodiment, the organic solvent miscible with water is THF.

Selon un mode de réalisation, la solution aqueuse comprend de plus de 0% à 30% vol. d’un solvant organique miscible avec l’eau par rapport au volume total du mélange; de préférence, de 5% à 25% vol. d’un solvant organique miscible avec l’eau ; plus préférentiellement, la solution aqueuse comprend environ 20% vol. d’un solvant organique miscible avec l’eau.According to one embodiment, the aqueous solution comprises from more than 0% to 30% vol. an organic solvent miscible with water relative to the total volume of the mixture; preferably from 5% to 25% vol. an organic solvent miscible with water; more preferably, the aqueous solution comprises about 20% vol. an organic solvent miscible with water.

Selon un mode de réalisation, les gouttes sphériques formées à l’étape (i) ne résultent pas d’une émulsion. Selon un mode de réalisation, les gouttes sphériques formées à l’étape (i) sont stables dans le mélange. Au sens de la présente invention, on entend par « gouttes sphériques stables » des gouttes de solvant organique qui ne coalescent pas, et ce même en l’absence de surfactants ou d’autres additifs.According to one embodiment, the spherical drops formed in step (i) do not result from an emulsion. According to one embodiment, the spherical drops formed in step (i) are stable in the mixture. For the purposes of the present invention, the term "stable spherical drops" drops organic solvent that does not coalesce, even in the absence of surfactants or other additives.

Selon un mode de réalisation, les gouttes sphériques formées à l’étape (i) comprennent un composé d’intérêt choisi parmi un fluorophore ou un agent pharmaceutiquement actif; de préférence, un composé d’intérêt hydrophobe. Selon un mode de réalisation, les gouttes sphériques formées à l’étape (i) comprennent le bodipy (ou bore-dipyrométhene) ou l’un de ses dérivés. Selon un mode de réalisation, les gouttes sphériques formées à l’étape (i) comprennent la doxorubicine.According to one embodiment, the spherical drops formed in step (i) comprise a compound of interest chosen from a fluorophore or a pharmaceutically active agent; preferably, a compound of hydrophobic interest. According to one embodiment, the spherical drops formed in step (i) comprise bodipy (or boron-dipyromethene) or one of its derivatives. According to one embodiment, the spherical drops formed in step (i) comprise doxorubicin.

Selon un mode de réalisation, les gouttes sphériques formées à l’étape (i) ont un diamètre hydrodynamique moyen, mesuré par diffusion dynamique de la lumière (DDL), compris dans une gamme allant de 50 nm à 400 nm ; de préférence, de 80 nm à 250 nm. Selon un mode de réalisation, les gouttes sphériques formées à l’étape (i) ont un diamètre hydrodynamique moyen (Dh) environ égal à 105 nm. Selon un mode de réalisation, les gouttes sphériques formées à l’étape (i) ont un diamètre hydrodynamique moyen (Dh) environ égal à 140 nm.According to one embodiment, the spherical drops formed in step (i) have a mean hydrodynamic diameter, measured by dynamic light scattering (DDL), in a range from 50 nm to 400 nm; preferably from 80 nm to 250 nm. According to one embodiment, the spherical drops formed in step (i) have a mean hydrodynamic diameter (Dh) of approximately 105 nm. According to one embodiment, the spherical drops formed in step (i) have a mean hydrodynamic diameter (Dh) of about 140 nm.

Selon un mode de réalisation, l’étape (i) est menée à une température comprise dans une gamme allant de plus de 0°C à 40°C ; de préférence, de 15°C à 30°C ; plus préférentiellement, l’étape (i) est menée à une température environ égale à 25°C. Selon un mode de réalisation, l’étape (i) est menée à température ambiante.According to one embodiment, step (i) is conducted at a temperature in a range from more than 0 ° C to 40 ° C; preferably from 15 ° C to 30 ° C; more preferably, step (i) is conducted at a temperature of about 25 ° C. According to one embodiment, step (i) is conducted at room temperature.

Selon un mode de réalisation, l’étape (i) est menée à une pression atmosphérique ambiante. Selon un mode de réalisation, l’étape (i) est menée à une pression atmosphérique environ égale à 1 bar.According to one embodiment, step (i) is conducted at ambient atmospheric pressure. According to one embodiment, step (i) is carried out at an atmospheric pressure of approximately 1 bar.

Etape (ii)Step (ii)

Selon un mode de réalisation, l’étape (ii) est menée à une température comprise dans une gamme allant de plus de 0°C à 40°C ; de préférence, de 15°C à 30°C ; plus préférentiellement, l’étape (ii) est menée à une température environ égale à 25°C. Selon un mode de réalisation, l’étape (ii) est menée à température ambiante.According to one embodiment, step (ii) is conducted at a temperature in a range of greater than 0 ° C to 40 ° C; preferably from 15 ° C to 30 ° C; more preferably, step (ii) is conducted at a temperature of about 25 ° C. According to one embodiment, step (ii) is conducted at room temperature.

Selon un mode de réalisation, l’étape (ii) est menée à une pression atmosphérique ambiante. Selon un mode de réalisation, l’étape (ii) est menée à une pression atmosphérique environ égale à 1 bar.According to one embodiment, step (ii) is conducted at ambient atmospheric pressure. According to one embodiment, step (ii) is conducted at an atmospheric pressure of approximately 1 bar.

Nanoparticules inorganiquesInorganic nanoparticles

Dans un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont choisies parmi les nanoparticules métalliques, les nanoparticules fluorescentes telles que les « quantum dots », les clusters de terres rares, les oxydes métalliques, les oxydes de métaux de transition, les particules de carbone telles que les « carbon dots » (Li et al., J. Mater. Chem., 2012, 22, 24230), les oxydes de graphène, les fullerènes, le graphène ou leurs dérivés, et leurs combinaisons; de préférence, l’or, le manganèse, le gadolinium, les « quantum dots », les oxydes de fer, les oxydes de tungstène, les oxydes de titane, les oxydes de zinc, les oxydes de cérium et leurs combinaisons.In one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are chosen from metal nanoparticles, fluorescent nanoparticles such as "quantum dots", rare earth clusters, metal oxides, transition metal oxides. carbon particles such as "carbon dots" (Li et al., J. Mater Chem., 2012, 22, 24230), graphene oxides, fullerenes, graphene or their derivatives, and combinations thereof; preferably, gold, manganese, gadolinium, "quantum dots", iron oxides, tungsten oxides, titanium oxides, zinc oxides, cerium oxides and combinations thereof.

Dans la présente invention, on entend par « quantum dots » des nanoparticules colloïdales semi-conductrices ayant une structure cristalline et des propriétés de fluorescence (Bera et al., Material, 2010, 3, pp 2260-2345).In the present invention, the term "quantum dots" colloidal nanoparticles semiconductors having a crystalline structure and fluorescence properties (Bera et al., Material, 2010, 3, pp 2260-2345).

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont des particules d’oxyde de fer choisies parmi y-FeiO,. Fe304, CoFe204, MnFe204, CuFe204, NiFe204. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont des particules de maghémite y-FcîO,. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont des particules de magnétite Fe304. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules superparamagnétiques. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules paramagnétiques. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules d’or. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des « quantum dots ».According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are iron oxide particles selected from y-FeiO 3. Fe3O4, CoFe2O4, MnFe2O4, CuFe2O4, NiFe2O4. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are maghemite particles y-Fc10. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are Fe304 magnetite particles. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are superparamagnetic nanoparticles. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are paramagnetic nanoparticles. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are gold nanoparticles. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are "quantum dots".

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont synthétisées par les techniques connues de l’Homme du métier incluant 1) des méthodes physiques telles que les méthodes d’aérosol ou de plasma ; 2) des méthodes chimiques à partir de précurseurs inorganiques incluant la co-précipitation, la méthode sol-gel, la microémulsion, des méthodes solvothermales ou des méthodes organométalliques ; ou encore 3) des méthodes biologiques.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are synthesized by techniques known to those skilled in the art including 1) physical methods such as aerosol or plasma methods; 2) chemical methods from inorganic precursors including co-precipitation, sol-gel method, microemulsion, solvothermal methods or organometallic methods; or else 3) biological methods.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont de source commerciale.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are of commercial origin.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont obtenues par des méthodes solvothermales.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are obtained by solvothermal methods.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont fonctionnalisées par des chaînes alkyles pouvant être optionnellement fonctionnalisées par des fonctions thiols, des amines, des phosphates, acides phosphoniques, acides carboxyliques; de préférence, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont recouvertes de dodécanethiol ou d’octylamine. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) ne sont pas fonctionnalisées par de la silice. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) ne sont pas recouvertes par de la silice. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont recouvertes par de la silice. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont recouvertes par de la silice fonctionnalisée par des ligands hydrophobes.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are functionalized by alkyl chains that can be optionally functionalized with thiol functions, amines, phosphates, phosphonic acids, carboxylic acids; preferably, the inorganic nanoparticles of step (ii) are covered with dodecanethiol or octylamine. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are not functionalized with silica. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are not covered with silica. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are covered with silica. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are covered with silica functionalized with hydrophobic ligands.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) sont fonctionnalisées par des chaînes de polymère comprenant des chaînes alkyles pendantes.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are functionalized by polymer chains comprising pendant alkyl chains.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) ont un diamètre moyen inférieur à 50 nm ; de préférence, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) ont un diamètre moyen inférieur à 20 nm ; plus préférentiellement, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) ont un diamètre moyen environ égal à 5 nm.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) have an average diameter of less than 50 nm; preferably, the inorganic nanoparticles of step (ii) have an average diameter of less than 20 nm; more preferably, the inorganic nanoparticles of step (ii) have an average diameter of approximately 5 nm.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) ont une forme sphérique. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules ne sont pas sous la forme de nanotubes ou de bâtonnets. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) ne sont pas agrégées. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques de l’étape (ii) ont une forme cubique, parallélépipédique, en étoile ou sont sous forme de nano-tubes ou de bâtonnets.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) have a spherical shape. According to one embodiment, the nanoparticles are not in the form of nanotubes or rods. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) are not aggregated. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles of step (ii) have a cubic, parallelepipedic, star shape or are in the form of nano-tubes or rods.

Selon un mode de réalisation, lors de Γ auto-assemblage des nanoparticules inorganiques de l’étape (ii), les nanoparticules inorganiques recouvrent partiellement ou totalement la surface des gouttes sphériques obtenues à l’étape (i). Selon un mode de réalisation, lors de l’auto-assemblage des nanoparticules inorganiques de l’étape (ii), les nanoparticules inorganiques recouvrent partiellement la surface des gouttes sphériques obtenues à l’étape (i). Selon un mode de réalisation, lors de l’auto-assemblage des nanoparticules inorganiques de l’étape (ii), les nanoparticules inorganiques recouvrent totalement la surface des gouttes sphériques obtenues à l’étape (i). Selon un mode de réalisation, lors de l’auto-assemblage des nanoparticules inorganiques de l’étape (ii), les nanoparticules inorganiques recouvrent de manière homogène la surface des gouttes sphériques obtenues à l’étape (i).According to one embodiment, during self-assembly of the inorganic nanoparticles of step (ii), the inorganic nanoparticles partially or totally cover the surface of the spherical drops obtained in step (i). According to one embodiment, during the self-assembly of the inorganic nanoparticles of step (ii), the inorganic nanoparticles partially cover the surface of the spherical drops obtained in step (i). According to one embodiment, during the self-assembly of the inorganic nanoparticles of step (ii), the inorganic nanoparticles totally cover the surface of the spherical drops obtained in step (i). According to one embodiment, during the self-assembly of the inorganic nanoparticles of step (ii), the inorganic nanoparticles homogeneously cover the surface of the spherical drops obtained in step (i).

Avantageusement, le procédé de la présente invention permet d’auto-assembler des nanoparticules inorganiques par adsorption forte à la surface des gouttes sphériques obtenues à l’étape (i).Advantageously, the method of the present invention makes it possible to self-assemble inorganic nanoparticles by strong adsorption on the surface of the spherical drops obtained in step (i).

Selon un mode de réalisation, la concentration molaire en atomes métalliques introduites dans le milieu lors de l’étape (ii) est inférieure à 1,5 mmol/L ; de préférence, de 0,35 à 1 mmol/L ; plus préférentiellement, la quantité d’atomes métalliques introduites dans le milieu lors de l’étape (ii) est environ égale à 0,47 mmol/L. Selon un mode de réalisation, la concentration molaire en atomes de fer introduite dans le milieu lors de l’étape (ii) est inférieure à 1,5 mmol/L; de préférence, de 0,35 à 1 mmol/L ; plus préférentiellement, la concentration molaire en atomes de fer introduite dans le milieu lors de l’étape (ii) est environ égale à 0,47 mmol/L.According to one embodiment, the molar concentration of metal atoms introduced into the medium during step (ii) is less than 1.5 mmol / L; preferably from 0.35 to 1 mmol / L; more preferably, the amount of metal atoms introduced into the medium during step (ii) is approximately equal to 0.47 mmol / L. According to one embodiment, the molar concentration of iron atoms introduced into the medium during step (ii) is less than 1.5 mmol / L; preferably from 0.35 to 1 mmol / L; more preferably, the molar concentration of iron atoms introduced into the medium during step (ii) is approximately equal to 0.47 mmol / L.

Etaye (iii)Etaye (iii)

Selon un mode de réalisation, l’étape (iii) est menée à une température comprise dans une gamme allant de plus de 0°C à 40°C ; de préférence, de 15°C à 30°C ; plus préférentiellement, l’étape (iii) est menée à une température environ égale à 25°C. Selon un mode de réalisation, l’étape (iii) est menée à température ambiante.According to one embodiment, step (iii) is conducted at a temperature in a range of greater than 0 ° C to 40 ° C; preferably from 15 ° C to 30 ° C; more preferably, step (iii) is carried out at a temperature of about 25 ° C. According to one embodiment, step (iii) is conducted at room temperature.

Selon un mode de réalisation, l’étape (iii) est menée à une pression atmosphérique ambiante. Selon un mode de réalisation, l’étape (iii) est menée à une pression atmosphérique environ égale à 1 bar.According to one embodiment, step (iii) is conducted at ambient atmospheric pressure. According to one embodiment, step (iii) is carried out at an atmospheric pressure of approximately 1 bar.

Chaînes de polymèrePolymer chains

Dans un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont choisies parmi les homopolymères ou les copolymères de polymères hydrophiles. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont choisies parmi les homopolymères ou les copolymères de polymères biocompatibles. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de poly(acide acrylique), PAA ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de polyphosphonates ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de polyamines ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de poly(vinylpyrolidone), PVP ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes polyoléfines. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de poly(éthylène-glycol), PEG ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des copolymères de poly(éthylène-glycol) et de poly(acide acrylique) ; également noté poly(éthylène-glycol)-co- poly(acide acrylique), (PEG-PAA). Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des poly(acides aminés) ou des polypeptides, ou leurs dérivés; de préférence, des homopolymères ou copolymères de poly(lysine) ou de poly(cystéine). Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des poly(siloxanes) ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des poly(styrène) ou leurs dérivés ; de préférence, des acides polystyrène sulfonique. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des poly(alcool vinylique). Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des macromolécules biologiques ; de préférence, des polysaccharides ou des protéines. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des brins d’acide désoxyribonucléique (ADN). Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de collagène. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de polymère conducteur ; de préférence, des chaînes de polythiophènes ou des chaînes de poly(3,4-éthylènedioxythiophène)-co-polystyrène sulfonate (PEDOT-PSS), et leurs dérivés.In one embodiment, the polymer chains are selected from homopolymers or copolymers of hydrophilic polymers. According to one embodiment, the polymer chains are chosen from homopolymers or copolymers of biocompatible polymers. According to one embodiment, the polymer chains are poly (acrylic acid) chains, PAA or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are polyphosphonate chains or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are polyamine chains or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are chains of poly (vinylpyrrolidone), PVP or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are polyolefin chains. According to one embodiment, the polymer chains are chains of poly (ethylene glycol), PEG or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are copolymers of poly (ethylene glycol) and poly (acrylic acid); also noted poly (ethylene glycol) -co-poly (acrylic acid), (PEG-PAA). According to one embodiment, the polymer chains are poly (amino acids) or polypeptides, or their derivatives; preferably homopolymers or copolymers of poly (lysine) or poly (cysteine). According to one embodiment, the polymer chains are poly (siloxanes) or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are poly (styrene) or their derivatives; preferably, polystyrene sulfonic acids. According to one embodiment, the polymer chains are polyvinyl alcohol. According to one embodiment, the polymer chains are biological macromolecules; preferably, polysaccharides or proteins. In one embodiment, the polymer chains are deoxyribonucleic acid (DNA) strands. According to one embodiment, the polymer chains are collagen chains. According to one embodiment, the polymer chains are conductive polymer chains; preferably polythiophene chains or chains of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -co-polystyrene sulfonate (PEDOT-PSS), and derivatives thereof.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère ont des structures monobloc, diblocs ou triblocs.According to one embodiment, the polymer chains have monobloc, diblock or triblock structures.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes linéaires ou des chaînes ramifiées. On entend par « chaînes ramifiées », toute chaîne de polymère linéaire présentant au moins un point de ramification sur lequel est fixée une chaîne latérale pendante. Contrairement aux chaînes réticulées, les chaînes de polymère ramifiées ne sont pas des réseaux tridimensionnels. Avantageusement, le procédé de la présente invention ne nécessite pas de réticuler les chaînes de polymère pour stabiliser les auto-assemblages de nanoparticules inorganiques.According to one embodiment, the polymer chains are linear chains or branched chains. The term "branched chains" means any linear polymer chain having at least one branch point on which is fixed a pendant side chain. Unlike crosslinked chains, branched polymer chains are not three-dimensional networks. Advantageously, the method of the present invention does not require crosslinking the polymer chains to stabilize the self-assemblies of inorganic nanoparticles.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont synthétisées selon les techniques connues par l’Homme du métier incluant notamment, les techniques de polymérisation radicalaire, de polymérisation par polycondensation ou par polyaddition. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont de source commerciale.According to one embodiment, the polymer chains are synthesized according to the techniques known to those skilled in the art, including, in particular, radical polymerization, polycondensation or polyaddition polymerization techniques. According to one embodiment, the polymer chains are of commercial origin.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère ont un poids moléculaire compris dans une gamme allant de 500 Da à 2000 kDa ; de préférence, de 1 kDa à 1500 kDa. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère ont un poids moléculaire environ égal à 1,8 kDa, 450 kDa ou 1250 kDa.According to one embodiment, the polymer chains have a molecular weight ranging from 500 Da to 2000 kDa; preferably from 1 kDa to 1500 kDa. According to one embodiment, the polymer chains have a molecular weight of approximately 1.8 kDa, 450 kDa or 1250 kDa.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont adsorbées sur les nanoparticules inorganiques. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère forment avec les nanoparticules inorganiques, une coque hybride. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont réparties de manière homogène à la surface des gouttes sphériques de solvant obtenues à l’étape (i).According to one embodiment, the polymer chains are adsorbed on the inorganic nanoparticles. According to one embodiment, the polymer chains form with the inorganic nanoparticles, a hybrid shell. According to one embodiment, the polymer chains are distributed homogeneously on the surface of the spherical drops of solvent obtained in step (i).

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère peuvent être fonctionnalisées par des peptides ; des protéines ; des anticorps ; des inhibiteurs de kinases ; des fluorophores ; des complexes de radioéléments. Selon le procédé de l’invention, la coque hybride des nano-objets peut facilement être fonctionnalisée en changeant la nature ou les fonctionnalités des chaînes de polymère.According to one embodiment, the polymer chains may be functionalized with peptides; proteins; antibodies; kinase inhibitors; fluorophores; complexes of radioelements. According to the method of the invention, the hybrid shell of the nano-objects can easily be functionalized by changing the nature or the functionalities of the polymer chains.

Etape (iv)Step (iv)

Selon un mode de réalisation, l’élimination du solvant organique est faite par évaporation. Au sens de la présente invention, l’élimination du solvant après l’addition de chaînes de polymère lors de l’étape (iii), permet d’obtenir une suspension de nanoobjets hydrophobes en milieu aqueux. Plus particulièrement, l’étape d’élimination du solvant organique après la formation des hybridosomes par le procédé de l’invention tel que décrit précédemment, permet l’encapsulation de composés hydrophobes en milieu aqueux. Selon un mode de réalisation, les composés d’intérêt encapsulés dans l’hybridosome ne sont pas des nanoparticules inorganiques ; notamment, des nanoparticules magnétiques. Selon un mode de réalisation, les composés d’intérêt encapsulés dans l’hybridosome ne sont pas des nanoparticules métalliques.According to one embodiment, the removal of the organic solvent is done by evaporation. For the purposes of the present invention, the elimination of the solvent after the addition of polymer chains during step (iii) makes it possible to obtain a suspension of hydrophobic nanoobjects in an aqueous medium. More particularly, the step of removing the organic solvent after the formation of the hybridosomes by the method of the invention as described above, allows the encapsulation of hydrophobic compounds in aqueous medium. According to one embodiment, the compounds of interest encapsulated in the hybridosome are not inorganic nanoparticles; in particular, magnetic nanoparticles. According to one embodiment, the compounds of interest encapsulated in the hybridosome are not metal nanoparticles.

Selon un mode de réalisation, l’élimination du solvant organique est menée par évaporation. Selon un mode de réalisation, l’étape d’évaporation du solvant organique est menée à une température de plus de 30°C; de préférence, l’étape d’évaporation du solvant organique est menée à une température environ égale à 43 °C.According to one embodiment, the removal of the organic solvent is carried out by evaporation. According to one embodiment, the step of evaporation of the organic solvent is conducted at a temperature of more than 30 ° C; preferably, the step of evaporation of the organic solvent is carried out at a temperature of approximately 43 ° C.

Selon un mode de réalisation, l’élimination du solvant est faite par dialyse.According to one embodiment, the removal of the solvent is done by dialysis.

Selon un mode de réalisation, l’étape d’élimination du solvant organique est menée à une pression atmosphérique ambiante. Selon un mode de réalisation, l’étape d’élimination du solvant organique est menée à une pression atmosphérique environ égale à 1 bar.According to one embodiment, the step of removing the organic solvent is carried out at ambient atmospheric pressure. According to one embodiment, the step of removing the organic solvent is carried out at an atmospheric pressure of approximately 1 bar.

Selon un mode de réalisation, l’étape d’évaporation du solvant organique est réalisée lentement ; de préférence, l’étape d’évaporation du solvant organique est menée pendant environ 15h.According to one embodiment, the step of evaporation of the organic solvent is carried out slowly; preferably, the evaporation step of the organic solvent is conducted for about 15h.

Selon un mode de réalisation, l’étape d’élimination du solvant organique est réalisée lentement ; de préférence, l’étape d’élimination du solvant organique est menée pendant environ 15h.According to one embodiment, the step of removing the organic solvent is carried out slowly; preferably, the organic solvent removal step is conducted for about 15h.

Selon un mode de réalisation, le procédé de l’invention fournit un nano-objet sphérique comprenant une coque hybride et un cœur creux, appelé hybridosome, pouvant optionnellement comprendre des composés d’intérêt, notamment hydrophobes. Selon un mode de réalisation, les composés d’intérêt encapsulés dans l’hybridosome ne remplissent pas l’intégralité du cœur creux.According to one embodiment, the method of the invention provides a spherical nano-object comprising a hybrid shell and a hollow core, called a hybridosome, which can optionally comprise compounds of interest, in particular hydrophobes. According to one embodiment, the compounds of interest encapsulated in the hybridosome do not fill the entire hollow core.

Dans un mode de réalisation, le procédé de l’invention comprend en outre des étapes de lavages des nano-objets. Selon le procédé de l’invention, les étapes de lavages peuvent être menées par toute technique connue de l’Homme du métier telle que la centrifugation, la séparation magnétique ou la dialyse. Selon un mode de réalisation préférée, les étapes de lavages sont menées par séparation magnétique.In one embodiment, the method of the invention further comprises washing steps of the nano-objects. According to the method of the invention, the washing steps can be carried out by any technique known to those skilled in the art such as centrifugation, magnetic separation or dialysis. According to a preferred embodiment, the washing steps are carried out by magnetic separation.

Hybridosomes L’invention concerne également un nouveau nano-objet, appelé hybridosome, ayant : (a) un cœur aqueux dont le volume est de 500 000 à 40 000 000 nm3; (b) et une coque hybride comprenant : - des nanoparticules inorganiques hydrophobes, fonctionnalisées ou non; de préférence, des nanoparticules magnétiques ; et - des chaînes de polymère organique; ledit hybridosome ayant un diamètre moyen compris dans une gamme allant de 50 nm à 400 nm ; de préférence, de 80 nm à 250 nm ; plus préférentiellement, environ égal à 105 nm. Cœur aqueuxHybridosomes The invention also relates to a novel nano-object, called a hybridosome, having: (a) an aqueous core having a volume of 500,000 to 40,000,000 nm3; (b) and a hybrid shell comprising: hydrophobic inorganic nanoparticles, functionalized or otherwise; preferably, magnetic nanoparticles; and organic polymer chains; said hybridosome having a mean diameter in a range of 50 nm to 400 nm; preferably from 80 nm to 250 nm; more preferably, approximately equal to 105 nm. Aqueous heart

Dans un mode de réalisation, le cœur de l’hybridosome n’est pas constitué d’une monophase solide. En particulier, au sens de la présente invention, le cœur de l’hybridosome n’est ni un gel ni un solide. Selon un mode de réalisation, le cœur de l’hybridosome ne comprend pas de pores internes. Selon un mode de réalisation, le cœur de l’hybridosome ne comprend pas de silice ou de ses dérivés.In one embodiment, the heart of the hybridosome does not consist of a solid monophase. In particular, within the meaning of the present invention, the heart of the hybridosome is neither a gel nor a solid. According to one embodiment, the heart of the hybridosome does not include internal pores. According to one embodiment, the heart of the hybridosome does not comprise silica or its derivatives.

Selon un mode de réalisation, le cœur de l’hybridosome est liquide : plus particulièrement aqueux.According to one embodiment, the heart of the hybridosome is liquid: more particularly aqueous.

Selon un mode de réalisation, le cœur est constitué d’une phase liquide comprenant des composés d’intérêts choisis parmi les fluorophores ou des agents pharmaceutiquement actifs. Au sens de la présente invention, l’encapsulation de composés d’intérêts ne conduit pas au remplissage de la totalité du volume délimité par la coque hybride des nano-objets. Selon un mode de réalisation, les composés d’intérêts encapsulés dans le cœur des nanoobjets de l’invention peuvent être sous la forme d’une suspension d’éléments individualisés ou de nano-agrégats.According to one embodiment, the core consists of a liquid phase comprising compounds of interest chosen from fluorophores or pharmaceutically active agents. For the purpose of the present invention, the encapsulation of compounds of interest does not lead to the filling of the entire volume defined by the hybrid shell of the nano-objects. According to one embodiment, the interest compounds encapsulated in the core of the nanoobjects of the invention may be in the form of a suspension of individualized elements or nano-aggregates.

Selon un mode de réalisation, le cœur de l’hybridosome ne comprend pas de surfactants. Selon un mode de réalisation, le cœur de l’hybridosome ne comprend pas de solvants cytotoxiques.According to one embodiment, the heart of the hybridosome does not include surfactants. According to one embodiment, the heart of the hybridosome does not comprise cytotoxic solvents.

Coque hybrideHybrid hull

Dans un mode de réalisation, la coque hybride est constituée de nanoparticules inorganiques et de chaînes de polymère organique.In one embodiment, the hybrid shell consists of inorganic nanoparticles and organic polymer chains.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont choisies parmi les nanoparticules métalliques, les nanoparticules fluorescentes telles que les « quantum dots », les clusters de terres rares, les oxydes métalliques, les oxydes de métaux de transition, les particules de carbone telles que les « carbon dots », les oxydes de graphène, les fullerènes, le graphène ou leurs dérivés, et leurs combinaisons ; de préférence, l’or, le manganèse, le gadolinium, les « quantum dots », les oxydes de fer, les oxydes de tungstène, les oxydes de titane, les oxydes de zinc, les oxydes de cérium et leurs combinaisons.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are chosen from metal nanoparticles, fluorescent nanoparticles such as "quantum dots", rare earth clusters, metal oxides, transition metal oxides, carbon particles such as carbon dots, graphene oxides, fullerenes, graphene or their derivatives, and combinations thereof; preferably, gold, manganese, gadolinium, "quantum dots", iron oxides, tungsten oxides, titanium oxides, zinc oxides, cerium oxides and combinations thereof.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des particules d’oxyde de fer choisies parmi y-FeiO,. Fe304, CoFe204, MnFe204, CuFe204, NiFe204. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des particules de maghémite γ-Fe2C>3. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des particules de magnétite Fe304. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules superparamagnétiques. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules paramagnétiques. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules d’or. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des « quantum dots ».. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules de manganèse. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont des nanoparticules de gadolinium.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are iron oxide particles chosen from y-FeiO 3. Fe3O4, CoFe2O4, MnFe2O4, CuFe2O4, NiFe2O4. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are particles of maghemite γ-Fe2C> 3. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are Fe304 magnetite particles. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are superparamagnetic nanoparticles. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are paramagnetic nanoparticles. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are gold nanoparticles. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are "quantum dots". According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are nanoparticles of manganese. In one embodiment, the inorganic nanoparticles are gadolinium nanoparticles.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont fonctionnalisées par des chaînes alkyles pouvant être optionnellement fonctionnalisées par des fonctions thiols, des amines, des phosphates, acides phosphoniques, acides carboxyliques; de préférence, les nanoparticules inorganiques sont recouvertes de dodécanethiol. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont fonctionnalisées par de l’octylamine ou du dodécylamine. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques ne sont pas fonctionnalisées par de la silice. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques ne sont pas recouvertes par de la silice. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont recouvertes par de la silice.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are functionalized by alkyl chains which can be optionally functionalized by thiol functions, amines, phosphates, phosphonic acids, carboxylic acids; preferably, the inorganic nanoparticles are coated with dodecanethiol. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are functionalized with octylamine or dodecylamine. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are not functionalized with silica. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are not covered with silica. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are covered with silica.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont fonctionnalisées par des chaînes de polymère comprenant des chaînes alkyles pendantes. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont fonctionnalisées par des chaînes de poly(acide aminé). Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques sont fonctionnalisées par des peptides.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are functionalized by polymer chains comprising pendant alkyl chains. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are functionalized by poly (amino acid) chains. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are functionalized with peptides.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques ont un diamètre moyen inférieur à 50 nm ; de préférence, les nanoparticules inorganiques ont un diamètre moyen inférieur à 20 nm ; plus préférentiellement, les nanoparticules inorganiques ont un diamètre moyen environ égal à 5 nm.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles have an average diameter of less than 50 nm; preferably, the inorganic nanoparticles have an average diameter of less than 20 nm; more preferably, the inorganic nanoparticles have an average diameter of approximately 5 nm.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques ont une forme sphérique. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules ne sont pas sous la forme de nanotubes ou de bâtonnets. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques ne sont pas agrégées. Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques ont une forme cubique, parallélépipédique ou en étoile.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles have a spherical shape. According to one embodiment, the nanoparticles are not in the form of nanotubes or rods. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles are not aggregated. According to one embodiment, the inorganic nanoparticles have a cubic, parallelepiped or star shape.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules inorganiques s’auto-associent sous la forme d’une coquille sphérique ayant un diamètre moyen compris dans une gamme allant de 50 nm à 400 nm ; de préférence, de 80 nm à 250 nm ; plus préférentiellement, environ égal à 105 nm.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles self-associate in the form of a spherical shell having a mean diameter in a range from 50 nm to 400 nm; preferably from 80 nm to 250 nm; more preferably, approximately equal to 105 nm.

Dans un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont choisies parmi les homopolymères ou les copolymères de polymères hydrophiles. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont choisies parmi les homopolymères ou les copolymères de polymères biocompatibles. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de poly(acide acrylique), PAA ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de polyphosphonates ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de polyamines ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de poly(vinylpyrolidone), PVP ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes polyoléfines. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes de poly(éthylène-glycol), PEG ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des copolymères de poly(éthylène-glycol) et de poly(acide acrylique) ; également noté poly(éthylène-glycol)-co- poly(acide acrylique), (PEG-PAA). Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des poly(acides aminés) ou des polypeptides, ou leurs dérivés; de préférence, des homopolymères ou copolymères de poly(lysine) ou de poly(cystéine). Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des poly(siloxanes) ou leurs dérivés. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des poly(styrène) ou leurs dérivés ; de préférence, des acides polystyrène sulfonique. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des poly(alcool vinylique). Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère ont des structures monobloc, diblocs ou triblocs.In one embodiment, the polymer chains are selected from homopolymers or copolymers of hydrophilic polymers. According to one embodiment, the polymer chains are chosen from homopolymers or copolymers of biocompatible polymers. According to one embodiment, the polymer chains are poly (acrylic acid) chains, PAA or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are polyphosphonate chains or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are polyamine chains or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are chains of poly (vinylpyrrolidone), PVP or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are polyolefin chains. According to one embodiment, the polymer chains are chains of poly (ethylene glycol), PEG or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are copolymers of poly (ethylene glycol) and poly (acrylic acid); also noted poly (ethylene glycol) -co-poly (acrylic acid), (PEG-PAA). According to one embodiment, the polymer chains are poly (amino acids) or polypeptides, or their derivatives; preferably homopolymers or copolymers of poly (lysine) or poly (cysteine). According to one embodiment, the polymer chains are poly (siloxanes) or their derivatives. According to one embodiment, the polymer chains are poly (styrene) or their derivatives; preferably, polystyrene sulfonic acids. According to one embodiment, the polymer chains are polyvinyl alcohol. According to one embodiment, the polymer chains have monobloc, diblock or triblock structures.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont des chaînes linéaires ou des chaînes ramifiées.According to one embodiment, the polymer chains are linear chains or branched chains.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère ne sont pas des chaînes réticulées.According to one embodiment, the polymer chains are not crosslinked chains.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère ont un poids moléculaire compris dans une gamme allant de 500 Da à 2000 kDa ; de préférence, de 1 kDa à 1500 kDa. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère ont un poids moléculaire environ égal à 1,8 kDa, 450 kDa ou 1250 kDa.According to one embodiment, the polymer chains have a molecular weight ranging from 500 Da to 2000 kDa; preferably from 1 kDa to 1500 kDa. According to one embodiment, the polymer chains have a molecular weight of approximately 1.8 kDa, 450 kDa or 1250 kDa.

Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère sont adsorbées sur les nanoparticules inorganiques. Selon un mode de réalisation, les chaînes de polymère forment avec les nanoparticules inorganiques, une coque hybrideAccording to one embodiment, the polymer chains are adsorbed on the inorganic nanoparticles. According to one embodiment, the polymer chains form with the inorganic nanoparticles, a hybrid shell

Hybridosomes obtenus par le procédé L’invention concerne également un nouveau nano-objet, appelé hybridosome, susceptible d’être obtenu par le procédé de l’invention tel que décrit précédemment.Hybridosomes obtained by the process The invention also relates to a novel nano-object, called a hybridosome, obtainable by the method of the invention as described above.

Utilisationsuses

La présente invention concerne également l’utilisation des nano-objets de l’invention dans le domaine de l’optique, de la plasmonique, de l’imagerie ou le domaine biomédical dont la théragnostique.The present invention also relates to the use of the nano-objects of the invention in the field of optics, plasmonics, imaging or the biomedical field including theragnostics.

Selon un mode de réalisation, les hybridosomes tels que définis précédemment, peuvent être utilisés pour la séparation biologique.According to one embodiment, the hybridosomes as defined above can be used for biological separation.

Selon un mode de réalisation, les hybridosomes tels que définis précédemment, peuvent être utilisés en thérapie par hyperthermie.According to one embodiment, the hybridosomes as defined above can be used in hyperthermia therapy.

Selon un mode de réalisation, les hybridosomes tels que définis précédemment, peuvent être utilisés comme agents de contrastes ; de préférence, en imagerie par résonance magnétique (IRM).According to one embodiment, the hybridosomes as defined above, can be used as contrast agents; preferably, magnetic resonance imaging (MRI).

Selon un mode de réalisation, les hybridosomes tels que définis précédemment, peuvent être utilisés pour tout type d’imagerie telle que l’imagerie de fluorescence, l’imagerie faisant intervenir les rayons X, les ultra-sons, le champ magnétique ou la radioactivité naturelle ou artificielle.According to one embodiment, the hybridosomes as defined above, can be used for any type of imaging such as fluorescence imaging, imaging involving X-rays, ultrasound, magnetic field or radioactivity natural or artificial.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Figure IA est un diagramme de stabilité pour différents mélanges eau/THF en fonction de la fraction volumique en eau (Φ) dans le milieu.Figure IA is a stability diagram for different water / THF mixtures as a function of the water volume fraction (Φ) in the medium.

Figure IB est une photographie d’auto-assemblages de nanoparticules de fer observés par MEB.Figure IB is a photograph of self-assemblies of iron nanoparticles observed by SEM.

Figure 2 est un graphe présentant la distribution en taille mesurée par « Nanoparticle Tracker », de gouttes de THF formées au sein d’un mélange THF/ eau pour une fraction volumique en eau Φ égale à 0,8.Figure 2 is a graph showing the size distribution measured by "Nanoparticle Tracker", drops of THF formed in a THF / water mixture for a water volume fraction Φ equal to 0.8.

Figure 3A est un graphe présentant la distribution en taille mesurée par « Nanoparticle Tracker », des hybridosomes IONP@PAA selon la concentration en particules dans le milieu.Figure 3A is a graph showing the size distribution measured by "Nanoparticle Tracker", IONP @ PAA hybridosomes according to the concentration of particles in the medium.

Figure 3B est une photographie d’hybridosomes IONP@PAA observés par MET.Figure 3B is a photograph of IONP @ PAA hybridosomes observed by MET.

Figure 4 est une photographie d’un auto-assemblage de nanoparticules d’or et de fer observé par MET.Figure 4 is a photograph of a self-assembly of nanoparticles of gold and iron observed by MET.

Figure 5 est un graphe présentant les spectres d’absorbance et d’émission des hybridosomes IONP/Bodipy@PAA en fonction de la longueur d’onde.Figure 5 is a graph showing the absorbance and emission spectra of IONP / Bodipy @ PAA hybridosomes as a function of wavelength.

Figure 6 est une image pondérée T2 d’un foie de souris a) avant injection, b) après injection à t = to+30 min et c) après injection à t = to+24h, d’hybridosomes IONP@PEG-PAA.Figure 6 is a T2-weighted image of a mouse liver a) before injection, b) after injection at t = to + 30 min and c) after injection at t = to + 24h, hybridosomes IONP @ PEG-PAA.

EXEMPLESEXAMPLES

La présente invention se comprendra mieux à la lecture des exemples suivants qui illustrent non-limitativement l’invention.The present invention will be better understood on reading the following examples which illustrate the invention in a nonlimiting manner.

AbréviationsAbbreviations

Bodipy : bore-dipyrométhene °C: degré CelsiusBodipy: boron-dipyromethene ° C: degree Celsius

Dh : diamètre hydrodynamique DDL: Diffusion dynamique de la lumière (Diffusion Light Scattering, DLS) IONP : Particules d’oxyde de fer (Iron Oxide nanoparticle, IONP)Dh: hydrodynamic diameter DDL: Dynamic scattering of light (Diffusion Light Scattering, DLS) IONP: Iron oxide particles (Iron Oxide nanoparticle, IONP)

IONP@PAA : Hybridosomes comprenant une coquille hybride constituée d’un autoassemblage de nanoparticules de fer et de chaînes PAA mL: milli-litre PAA : poly(acide acrylique) PEG-PAA : copolymère de poly(éthylèneglycol) et de poly(acide acrylique) PVP : poly(vinylpyrrolidone) MET : Microscopie électronique en transmission THF : tétrahydrofuraneIONP @ PAA: Hybridosomes comprising a hybrid shell consisting of an autoassembly of iron nanoparticles and PAA chains mL: milli-liter PAA: poly (acrylic acid) PEG-PAA: copolymer of poly (ethylene glycol) and poly (acrylic acid) PVP: poly (vinylpyrrolidone) MET: transmission electron microscopy THF: tetrahydrofuran

Matériel et méthodes RéactifsMaterials and methods Reagents

Tous les réactifs chimiques et les solvants ont été obtenus à partir de sources commerciales (Sigma Aldrich ou VWR) et ont été utilisés comme tels. L’eau utilisée comme solvant est de l’eau ultra-pure obtenue via le système Elga PURELAB. Les particules d’or recouvertes de dodécanthiol (AuNPs) ont été achetées auprès de la société nanoComposix et ont été redispersées dans du THF. Les polymères utilisés dans les exemples concernent le poly(acide acrylique) (1,8 kDa, 450 kDa ou 1250 kDa) et la poly(vinylpyrrolidone) (360kDa).All chemical reagents and solvents were obtained from commercial sources (Sigma Aldrich or VWR) and were used as such. The water used as a solvent is ultra-pure water obtained via the Elga PURELAB system. Gold particles coated with dodecanthiol (AuNPs) were purchased from nanoComposix and redispersed in THF. The polymers used in the examples relate to poly (acrylic acid) (1.8 kDa, 450 kDa or 1250 kDa) and poly (vinylpyrrolidone) (360 kDa).

Diffusion dynamique de la lumière, DDL (Dynamic Light Scattering, DLS)Dynamic light scattering, DDL (Dynamic Light Scattering, DLS)

Les tailles des particules et leur distribution ont été évaluées par la mesure du diamètre hydrodynamique (Dh) avec un appareil Zeta-sizer nano-ZS de la société Malvem instruments SA combiné à un laser opérant à 633 nm.The particle sizes and their distribution were evaluated by measuring the hydrodynamic diameter (Dh) with a Zeta-sizer nano-ZS device from Malvem Instruments SA combined with a laser operating at 633 nm.

Microscopie électronique en transmission (MET)Transmission electron microscopy (TEM)

Les échantillons ont été déposés sur des grilles de cuivre de 200mesh recouvertes d’un film carbon/formvar. Les observations ont été réalisées à l’aide d’un JEOL 1400 opérant à 120kV et muni d’une caméra GATAN Orius 1000.The samples were deposited on 200mesh copper grids coated with a carbon / formvar film. The observations were made using a JEOL 1400 operating at 120kV and equipped with a GATAN Orius 1000 camera.

Microscopie électronique à balayage (MEB)Scanning electron microscopy (SEM)

Quelques microlitres d’échantillon ont été déposés sur un morceau de substrat de silicium poli. L’observation a été réalisée à l’aide d’un microscope JEOL 7100f ttls muni d’une source de type pointe de tungstène et d’un détecteur de type Everhart-Thomley opérant à des tensions entre 5 et lOkV.A few microliters of sample were deposited on a piece of polished silicon substrate. The observation was carried out using a JEOL 7100f microscope equipped with a tip-type tungsten source and an Everhart-Thomley type detector operating at voltages between 5 and 10kV.

Analyse de trajectoire de nanoparticule (Nanoparticule Tracker Analysis NTA)Nanoparticle Tracking Analysis (Nanoparticle Tracker Analysis NTA)

La taille, la distribution et la concentration des objets ont également été évaluées par l’analyse du suivi individuel du mouvement Brownien des particules. Les échantillons ont été introduits dans la chambre de mesure d’un Nanosight LM10 de la société Malvem instruments SA muni d’un laser excitant à une longueur d’onde de 405 nm et d’une caméra Scientific CMOS Image Sensor.The size, distribution, and concentration of the objects were also evaluated by analyzing the individual tracking of the Brownian particle motion. The samples were introduced into the measuring chamber of a Nanosight LM10 from Malvem Instruments SA equipped with a 405 nm wavelength exciting laser and a Scientific CMOS Image Sensor camera.

Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM)Magnetic Resonance Imaging (MRI)

Les hybridosomes ont été caractérisés par IRM à l’aide d’un dispositif Brucker préclinique 4.7 T. Les hybridosomes ont été injectés par voie intraveineuse et l’acquisition des images pondérées T2* a été réalisée avant injection, 30minutes et 24h après injection avec les paramètres de séquence suivant : TE=5ms, TR=300ms, angle de bascule=30°.Hybridosomes were characterized by MRI using a 4.7 T preclinical Brucker device. The hybridosomes were injected intravenously and the T2 * weighted images were acquired before injection, 30 minutes and 24h after injection with the patients. sequence parameters: TE = 5ms, TR = 300ms, flip angle = 30 °.

Spectroscopie UV-VisUV-Vis spectroscopy

Les spectres d’absorbances UV-Visible ont été mesurés sur un appareil Cary 60 UV-Vis de la société Agilent technologies.UV-Visible absorbance spectra were measured on a Cary 60 UV-Vis apparatus from Agilent Technologies.

Spectroscopie de fluorescenceFluorescence spectroscopy

Les spectres d’émission de fluorescence ont été mesurés sur un appareil de la société Edinburgh Instruments (FLS920) muni d’une lampe à Xénon 450W et d’un détecteur de type compteur de photon. A. Synthèse des nanoparticules magnétiquesThe fluorescence emission spectra were measured on an apparatus of Edinburgh Instruments (FLS920) equipped with a 450W Xenon lamp and a photon counter type detector. A. Synthesis of magnetic nanoparticles

Exemple 1 : Synthèse et caractérisation de nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer QONP)Example 1 Synthesis and Characterization of Magnetic Nanoparticles of Iron Oxide QONP)

La synthèse de particules IONP a été menée via l’hydrolyse d’un précurseur organométallique de fer(II) [Fe(N(SiMe3)2)2 ; 188 mg ; 0,5 mmol] en présence de 2 équivalents d’un ligand stabilisant, l’octylamine, suivant la procédure décrit dans Glaria et al., Chem. Phys. Chem., 2008, 9, pp776-780 and pp2035-2041.The synthesis of IONP particles was conducted via the hydrolysis of an organometallic precursor of iron (II) [Fe (N (SiMe3) 2) 2; 188 mg; 0.5 mmol] in the presence of 2 equivalents of a stabilizing ligand, octylamine, according to the procedure described in Glaria et al., Chem. Phys. Chem., 2008, 9, pp776-780 and pp2035-2041.

Les particules IONP ont été caractérisées par MET et par DDL. Le diamètre moyen des nanoparticules est environ égal à 5,6 nm.The IONP particles were characterized by MET and DDL. The average diameter of the nanoparticles is approximately equal to 5.6 nm.

B. Assemblage de nanoparticules hydrophobes dans divers mélanges eau/THFB. Assembly of Hydrophobic Nanoparticles in Various Water / THF Mixtures

Exemple 2 : Influence de la fraction volumique en eauExample 2 Influence of the volume fraction in water

Trois mélanges eau/THF/nanoparticules d’oxydes de fer hydrophobes (IONPs) ont été préparés avec des fractions volumiques en eau respectivement égales à 0 ; 0,42 et 0,80. Les nanoparticules d’oxydes de fer hydrophobes (IONPs) ont un diamètre moyen environ égal à 5,5 nm.Three water / THF / nanoparticles mixtures of hydrophobic iron oxides (IONPs) were prepared with volume fractions in water respectively equal to 0; 0.42 and 0.80. The hydrophobic iron oxide nanoparticles (IONPs) have an average diameter of approximately 5.5 nm.

Le but de cette expérience est de déterminer pour chaque mélange: 1) si les NPs sont stables en suspension dans le mélange eau/THF (Le. qu’elles ne forment pas d’agrégats qui sédimentent dans le mélange) ; et 2) si les assemblages des NPs forment des objets sphériques.The purpose of this experiment is to determine for each mixture: 1) whether the NPs are stable in suspension in the water / THF mixture (that they do not form aggregates which sediment in the mixture); and 2) if the assemblies of NPs form spherical objects.

Ces mélanges ont été caractérisés en mesurant la quantité de nanoparticules dans le surnageant par une mesure de l’absorbance en UV d’une part, et par MET d’autre part.These mixtures were characterized by measuring the quantity of nanoparticles in the supernatant by a measurement of the absorbance in UV on the one hand, and by MET on the other hand.

Les résultats présentés Figure 1 montrent que : en l’absence d’eau (Φ = 0), 100% des particules IONPs introduites dans le milieu sont contenues dans le surnageant. Cela signifie qu’aucune agrégation ni sédimentation des particules IONPs n’est observée lorsque le milieu est constitué d’un solvant organique en l’absence d’eau ; lorsque le milieu contient de quantités modérées d’eau (Φ = 0,05 à 0,4) qui est un mauvais solvant pour les nanoparticules hydrophobes IONPs, celles-ci s’agrègent rapidement et conduisent comme prévu, à une sédimentation des objets ; en revanche, pour des mélanges majoritairement constitués d’eau (Φ > 0,7) pour lesquels il est attendu que les NPs hydrophobes sédimentent, les assemblages les plus stables sont obtenus. De plus, les photographies de MET montrent que ces nanoparticules s’auto-assemblent sous une forme parfaitement sphérique. Le diamètre moyen de ces assemblages est d’environ 105 nm.The results presented in FIG. 1 show that: in the absence of water (Φ = 0), 100% of the IONPs particles introduced into the medium are contained in the supernatant. This means that no aggregation or sedimentation of the IONPs particles is observed when the medium consists of an organic solvent in the absence of water; when the medium contains moderate amounts of water (Φ = 0.05 to 0.4) which is a poor solvent for IONPs hydrophobic nanoparticles, they rapidly aggregate and lead, as expected, to sedimentation of the objects; on the other hand, for mixtures consisting mainly of water (Φ> 0.7) for which it is expected that the hydrophobic NPs sediment, the most stable assemblies are obtained. In addition, the TEM photographs show that these nanoparticles self-assemble in a perfectly spherical form. The average diameter of these assemblies is about 105 nm.

La figure IB présente un cliché MEB d’un auto-assemblage de nanoparticules de fer obtenu dans un mélange THF-eau ayant une fraction volumique en eau égale à 0,8.FIG. 1B presents a SEM image of a self-assembly of iron nanoparticles obtained in a THF-water mixture having a water volume fraction equal to 0.8.

En conclusion, ces expériences mettent en évidence un nouveau procédé d’autoassemblages sphériques de nanoparticules à partir d’un mélange eau-THF sans le recours à une phase huileuse et en l’absence de surfactant. Contrairement aux préjugés de l’Homme du métier, il est également mis en évidence la possibilité de former des assemblages de nanoparticules hydrophobes en milieu majoritairement aqueux. Ces assemblages sont parfaitement organisés sous la forme de sphères et restent stables au cours du temps. C. Mise en évidence de la formation de gouttes stables de THF dans un mélange THF/eauIn conclusion, these experiments highlight a new method of spherical self-assembly of nanoparticles from a water-THF mixture without the use of an oily phase and in the absence of surfactant. Contrary to the prejudices of those skilled in the art, it is also demonstrated the possibility of forming assemblies of hydrophobic nanoparticles in predominantly aqueous medium. These assemblages are perfectly organized in the form of spheres and remain stable over time. C. Demonstration of the formation of stable drops of THF in a THF / water mixture

Les résultats présentés dans l’exemple 2, ont conduit la Demanderesse à s’interroger sur les conditions permettant d’obtenir des auto-assemblages sphériques de nanoparticules à partir d’un mélange eau-THF.The results presented in Example 2 led the Applicant to question the conditions for obtaining spherical self-assemblies of nanoparticles from a water-THF mixture.

Une expérience a donc été menée pour prouver la préformation de gouttes de THF dans un mélange eau-THF ayant une fraction volumique en eau supérieure à 0,7.An experiment was therefore conducted to prove the preformation of drops of THF in a water-THF mixture having a water volume fraction greater than 0.7.

Un mélange eau-THF avec une fraction volumique en eau Φ égale à 0,8, a été préparé puis analysé par l’appareil « Nanoparticle Tracker ».A water-THF mixture with a water volume fraction Φ equal to 0.8 was prepared and analyzed by the Nanoparticle Tracker.

Cet instrument consiste à envoyer un faisceau laser sur un échantillon liquide. Les particules en suspension dans l’échantillon, si elles existent, sont fdmées par une ou plusieurs caméras et le diamètre hydrodynamique des nanoparticules est calculé par le logiciel « Nanoparticle Tracking Analysis » (NTA) de la société MALVERN.This instrument consists in sending a laser beam on a liquid sample. The particles suspended in the sample, if they exist, are fdmées by one or more cameras and the hydrodynamic diameter of the nanoparticles is calculated by the software "Nanoparticle Tracking Analysis" (NTA) of the company MALVERN.

De manière surprenante, la Demanderesse a observé des gouttes dans le mélange eau-THF ayant une fraction volumique en eau Φ égale à 0,8. La Figure 2 présente la distribution en taille de ces gouttes formées au sein du mélange. Le diamètre hydrodynamique des gouttes de THF dans le mélange, est environ égal à 146 nm.Surprisingly, the Applicant observed drops in the water-THF mixture having a volume fraction in water Φ equal to 0.8. Figure 2 shows the size distribution of these drops formed within the mixture. The hydrodynamic diameter of the drops of THF in the mixture is approximately equal to 146 nm.

La Demanderesse a donc mis en évidence la préformation de gouttes de THF dans un mélange eau-THF pour des fractions volumiques en eau supérieur à 0,7 ; et cela, en l’absence de surfactant. D. Synthèse des hybridosomesThe Applicant has therefore demonstrated the preformation of drops of THF in a water-THF mixture for volume fractions in water greater than 0.7; and this, in the absence of surfactant. D. Synthesis of hybridosomes

Exemple 3 : Synthèse et caractérisation d’hybridosomes IONP@polymère 50pL de nanoparticules hydrophobes IONP ont été mis en suspension dans du THF à une concentration en fer égale à 131,5 pg/mL. Puis 800 pL d’eau ont été ajoutés afin d’obtenir un mélange eau/THF avec une fraction volumique en eau égale à environ 0,8. L’échantillon a été mélangé par vortex quelques secondes. La concentration molaire en fer dans le milieu est environ égale à 0,47 mmol/L.Example 3: Synthesis and characterization of IONP @ 50pL polymer hybridosomes of hydrophobic IONP nanoparticles were suspended in THF at an iron concentration of 131.5 μg / ml. Then 800 μl of water was added in order to obtain a water / THF mixture with a volume fraction of water equal to about 0.8. The sample was vortexed a few seconds. The molar concentration of iron in the medium is approximately equal to 0.47 mmol / L.

Après 12h, 50 pL d’une solution aqueuse de polymère (PAA ou PEG-PAA à une concentration d’environ 3,4 mg/mL) est ajoutée au mélange eau/THF contenant les IONP, décrit précédemment. Le mélange est ensuite placé à 43 °C pendant une nuit afin d’évaporer le THF.After 12 hours, 50 μl of an aqueous solution of polymer (PAA or PEG-PAA at a concentration of approximately 3.4 mg / ml) is added to the water / THF mixture containing the IONP, described above. The mixture is then placed at 43 ° C overnight to evaporate the THF.

Finalement, une séparation magnétique est réalisée (NeFeB 0,35 T Magnet) pour éliminer l’excès de polymère. Les hybridosomes sont remis en suspension dans 930 pL d’eau.Finally, magnetic separation is performed (NeFeB 0.35 T Magnet) to remove the excess polymer. The hybridosomes are resuspended in 930 μl of water.

Les hybridosomes IONP@PAA ont été caractérisés par « Nanoparticle Tracker » (Figure 3A) et MET (Figure 3B).IONP @ PAA hybridosomes were characterized by "Nanoparticle Tracker" (Figure 3A) and MET (Figure 3B).

La Figure 3A présente la distribution en taille des hybridosomes obtenus. On constate que la taille moyenne des hybridosomes, environ égale à 135 nm, est très proche de la taille des gouttes de THF préalablement formées dans le mélange eau-THF (Cf. Exemple 2 et Figure 2, 146 nm). Par conséquent, la taille finale des hybridosomes est dépendante de la préformation des gouttes de THF dans le milieu. Celles-ci constituent un « template » pour l’auto-assemblage des nanoparticules inorganiques puis des chaînes de polymère dans le milieu.Figure 3A shows the size distribution of the obtained hybridosomes. It is found that the average size of the hybridosomes, approximately equal to 135 nm, is very close to the size of the drops of THF previously formed in the water-THF mixture (see Example 2 and Figure 2, 146 nm). Therefore, the final size of the hybridosomes is dependent on the preformation of THF drops in the medium. These constitute a "template" for the self-assembly of inorganic nanoparticles and then polymer chains in the medium.

La Figure 3B montre que les hybridosomes ont une forme sphérique et qu’ils sont constitués d’un assemblage de nanoparticules inorganiques individuelles.Figure 3B shows that the hybridosomes are spherical in shape and consist of an assembly of individual inorganic nanoparticles.

Exemple 4 : Synthèse et caractérisation d’hvbridosomes AuNP@polymère, IQNP/AuNP@ polymère ou IQNP/QD@ polymèreEXAMPLE 4 Synthesis and Characterization of AuNP @ polymer, IQNP / AuNP @ polymer or IQNP / QD @ polymer Hybridosomes

La synthèse d’hybridosomes à partir de nanoparticules d’or (AuNP), d’un mélange de particules d’oxydes de fer et d’or (IONP/AuNP) ou d’un mélange de particules d’oxyde de fer et de « quantum dots » (IONP/QD) a été menée selon un protocole similaire à celui précédemment décrit dans l’exemple 3.The synthesis of hybridosomes from gold nanoparticles (AuNP), a mixture of iron oxide particles and gold (IONP / AuNP) or a mixture of iron oxide particles and "Quantum dots" (IONP / QD) was conducted according to a protocol similar to that previously described in Example 3.

La Figure 4 est une photographie d’un auto-assemblage de nanoparticules d’or et de fer observé par MET. Leur diamètre moyen est environ égal à 77 nm.Figure 4 is a photograph of a self-assembly of nanoparticles of gold and iron observed by MET. Their average diameter is approximately equal to 77 nm.

Expérience 5 : Synthèse et caractérisation d’hvbridosomes encapsulant un fluorophoreExperiment 5: Synthesis and characterization of hvbridosomes encapsulating a fluorophore

La synthèse d’hybridosomes comprenant un fluorophore a été menée selon un protocole similaire à celui précédemment décrit dans l’exemple 2. Le fluorophore utilisé est le bodipy.The synthesis of hybridosomes comprising a fluorophore was conducted according to a protocol similar to that previously described in Example 2. The fluorophore used is bodipy.

Une solution de bodipy a été préparée dans le THF à une concentration de 1 mM. Le bodipy (100 pL ; 0,1 pmol) a été ajouté à 100 pL d’une suspension de particules IONP dans le THF à une concentration de 500 pg/mL. Le mélange a été agité par vortex quelques secondes puis 800 pL d’eau ont été ajoutés afin d’obtenir un mélange eau/THF avec une fraction volumique en eau environ égale à 0,8. La concentration de fer finale est d’environ 0,47 mM. Une solution aqueuse de polymère est ensuite ajoutée au milieu récationnel. Le mélange est ensuite placé à 43°C pendant une nuit afin d’évaporer le THF. Finalement, plusieurs étapes de lavage par séparation magnétique ont été réalisées (NeFeB 0,35 T Magnet) pour éliminer l’excès de polymère et de bodipy. Des hybridosomes IONP/Bodipy@polymère ont été obtenus. Ils ont été caractérisés par spectrométrie en absorbance et en émission (Figure 5). Les hybridosomes IONP/Bodipy@polymère présentent un maximum d’absorption à une longueur d’onde environ égale à 535 nm.A solution of bodipy was prepared in THF at a concentration of 1 mM. The bodipy (100 μL, 0.1 pmol) was added to 100 μL of a suspension of IONP particles in THF at a concentration of 500 μg / mL. The mixture was vortexed for a few seconds and then 800 μl of water were added in order to obtain a water / THF mixture with a water volume fraction of approximately 0.8. The final iron concentration is about 0.47 mM. An aqueous solution of polymer is then added to the rectional medium. The mixture is then placed at 43 ° C overnight to evaporate the THF. Finally, several magnetic separation wash steps were performed (NeFeB 0.35 T Magnet) to remove excess polymer and bodipy. IONP / Bodipy @ polymer hybridosomes were obtained. They were characterized by absorbance spectrometry and emission (Figure 5). The IONP / Bodipy @ polymer hybridosomes have an absorption maximum at a wavelength of approximately 535 nm.

Par conséquent, la formation d’hybridosomes selon le procédé de l’invention permet également d’encapsuler des composés actifs tels que des fluorophores. E. Utilisations des hybridosomesTherefore, the formation of hybridosomes according to the method of the invention also makes it possible to encapsulate active compounds such as fluorophores. E. Uses of hybridosomes

Expérience 6 : Test d’imagerie IRM in vivo chez la souris L’efficacité des hybridosomes comme agents de contraste en IRM a été évaluée in vivo dans le modèle de la souris.Experiment 6: In Vivo MRI Imaging Test in Mice The efficacy of hybridosomes as MRI contrast agents was evaluated in vivo in the mouse model.

Dans cette expérience, l’étude porte sur des hybridosomes constitués d’un assemblage de nanoparticules de fer et de chaînes de polymère PEG-PAA (IONP@PEG-PAA).In this experiment, the study relates to hybridosomes consisting of an assembly of iron nanoparticles and PEG-PAA polymer chains (IONP @ PEG-PAA).

Préalablement à l’injection des hybridosomes, une image IRM est prise du foie d’une souris n’ayant pas reçu d’injection (Figure 6a). A to = 0 min, une quantité d’hybridosomes est injectée dans le foie de la souris. A t = to + 30 min, un second cliché IRM est pris du foie de la souris (Figure 6b). A t = to + 24h, un dernier cliché IRM est pris du foie de la souris (Figure 6c).Prior to injection of the hybridosomes, an MRI image is taken from the liver of a mouse that has not received an injection (FIG. 6a). At 0 min, a quantity of hybridosomes is injected into the liver of the mouse. At t = + 30 min, a second MRI scan is taken from the mouse liver (Figure 6b). At t = to + 24h, a final MRI scan is taken from the liver of the mouse (Figure 6c).

La comparaison des images IRM du foie de la souris avant et après injection met en évidence la possible utilisation des hybridosomes de l’invention comme agents de contraste.The comparison of MRI images of the liver of the mouse before and after injection demonstrates the possible use of the hybridosomes of the invention as contrast agents.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de nano-objets constitués d’une coque et d’un cœur aqueux, appelés hybridosomes, comprenant au moins : (i) une étape de formation de gouttes sphériques stables d’un solvant organique dans de l’eau en l’absence de surfactants; ledit solvant organique et l’eau étant miscibles; (ii) une étape d’auto-assemblage de nanoparticules inorganiques hydrophobes à la surface des gouttes sphériques de la solution définie en (i); (iii) une étape d’addition de chaînes de polymère à la surface des gouttes sphériques obtenues en (ii) ; (iv) une étape d’élimination du solvant organique.A process for preparing nano-objects consisting of a shell and an aqueous core, called hybridosomes, comprising at least: (i) a step of forming stable spherical drops of an organic solvent in water lack of surfactants; said organic solvent and water being miscible; (ii) a step of self-assembly of hydrophobic inorganic nanoparticles on the surface of the spherical drops of the solution defined in (i); (iii) a step of adding polymer chains to the surface of the spherical drops obtained in (ii); (iv) a step of removing the organic solvent. 2. Procédé de préparation d’hybridosomes selon la revendication 1, dans lequel la solution aqueuse comprend de plus de 0% à 30% vol. d’un solvant organique; de préférence, la solution aqueuse comprend 20% vol. d’un solvant organique.The process for preparing hybridosomes according to claim 1, wherein the aqueous solution comprises from more than 0% to 30% vol. an organic solvent; preferably, the aqueous solution comprises 20% vol. an organic solvent. 3. Procédé de préparation d’hybridosomes selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le solvant organique est le tétrahydrofurane (THF).A process for preparing hybridosomes according to claim 1 or claim 2, wherein the organic solvent is tetrahydrofuran (THF). 4. Procédé de préparation d’hybridosome selon Tune quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’élimination du solvant organique est menée par évaporation.4. A method of preparing a hybridosome according to any one of claims 1 to 3, wherein the removal of the organic solvent is carried out by evaporation. 5. Nano-objet, appelé hybridosome, ayant: (a) un cœur aqueux dont le volume est de 500 000 à 40 000 000 nm3; (b) et une coque hybride comprenant : des nanoparticules inorganiques hydrophobes, fonctionnalisées ou non; de préférence, des nanoparticules magnétiques ; et des chaînes de polymère organique; ledit hybridosome ayant un diamètre moyen compris dans une gamme allant de 50 nm à 400 nm.5. Nano-object, called a hybridosome, having: (a) an aqueous core having a volume of 500,000 to 40,000,000 nm3; (b) and a hybrid shell comprising: hydrophobic inorganic nanoparticles, functionalized or not; preferably, magnetic nanoparticles; and organic polymer chains; said hybridosome having a mean diameter in a range of 50 nm to 400 nm. 6. Hybridosome selon la revendication 5, dans lequel les nanoparticules inorganiques hydrophobes sont choisies parmi des nanoparticules d’oxydes de fer, des nanoparticules d’or, des « quantum dots » ou leurs combinaisons.Hybridosome according to claim 5, wherein the hydrophobic inorganic nanoparticles are selected from iron oxide nanoparticles, gold nanoparticles, quantum dots or combinations thereof. 7. Hybridosome selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel les chaînes de polymère organique sont choisies parmi des chaînes de polymère hydrophiles et biocompatibles.The hybridoma according to claim 5 or claim 6, wherein the organic polymer chains are selected from hydrophilic and biocompatible polymer chains. 8. Hybridosome selon la revendication 7, dans lequel les chaînes de polymère organique sont choisies parmi le poly(acide acrylique), la poly(vinylpyrrolidone) ou le poly(éthylèneglycol)-co-poly(acide acrylique).8. Hybridosome according to claim 7, wherein the organic polymer chains are selected from poly (acrylic acid), poly (vinylpyrrolidone) or poly (ethyleneglycol) -co-poly (acrylic acid). 9. Utilisation des hybridosomes selon les revendications 5 à 8, dans le domaine de l’imagerie et/ou dans le domaine biomédical.9. Use of the hybridosomes according to claims 5 to 8, in the field of imaging and / or in the biomedical field. 10. Utilisation des hybridosomes selon la revendication 9, comme agents de contraste.10. Use of the hybridosomes according to claim 9 as contrast agents.
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